公布日：2024.06.21
申请日：2024.04.30
分类号：C02F3/28(2023.01)I
摘要
本发明涉及一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，包括底座、一级消化炉、二级消化炉、投放模块、搅拌电机、搅拌轴、搅拌模块、连接卡板、增强模块、集气模块、PH感应模块。本发明通过在多个位置进行多方向喷射的方式向反应炉中投放添加剂，并设置有功率可切换的搅拌模块，与投放模块之间进行联动，在投放添加剂时自动切换为大功率的强效模式，增强对污水的搅拌效率，并利用多方向的搅动、振动等方式加速添加剂在污水中的扩散，使添加剂均匀扩散至污水中以促进消化反应的完成。
权利要求书
1.一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，包括：底座(1)，其上端从右往左依次设置有一级消化炉(2)、二级消化炉(3)；投放模块(4)，其均匀设置在一级消化炉(2)的外壁上，投放模块(4)通过多次、多点喷射方式向一级消化炉(2)中投放添加剂以提升反应速度以及维持反应环境稳定；搅拌电机(5)，其安装在底座(1)中，搅拌电机(5)的输出端上连接有搅拌轴(6)，搅拌轴(6)转动设置在一级消化炉(2)的内部；搅拌模块(7)，其从上往下依次设置在搅拌轴(6)上，相邻的搅拌模块(7)之间通过连接卡板(8)进行配合，具备变形功能的搅拌模块(7)在工作中存在一节能工位、一强效工位；增强模块(9)，其设置在搅拌模块(7)上，增强模块(9)增强搅拌模块(7)的搅拌效果使搅拌更均匀；集气模块(10)，其下端分别与一级消化炉(2)、二级消化炉(3)的顶端连接，集气模块(10)收集反应过程中产生的气体；PH感应模块(11)，其设置在搅拌轴(6)的中部，PH感应模块(11)对一级消化炉(2)内部的酸碱值进行监测。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，所述底座(1)包括：底座外壳(12)，其内部从右往左依次安装有进料单元(13)、转移单元(14)、出料单元(15)，进料单元(13)与一级消化炉(2)的底部之间连通，转移单元(14)将一级消化炉(2)、二级消化炉(3)之间进行连通，出料单元(15)与二级消化炉(3)的底部之间进行连通。
3.根据权利要求2所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，所述投放模块(4)包括：连接块(41)，其安装在一级消化炉(2)的侧壁上，连接块(41)的内部开设有连通槽与一级消化炉(2)的内部之间相连通；储存单元(42)，其安装在底座外壳(12)的前端右侧，储存单元(42)通过输送管(421)与连通槽之间连通；分隔板(43)，其左右滑动设置在连通槽的中部，分隔板(43)将连通槽划分为上方的进料槽(411)、下方的注射舱(412)；滑动柱(44)，其左右滑动设置在分隔板(43)的内部，滑动柱(44)与分隔板(43)之间连接有弹簧一，滑动柱(44)远离分隔板(43)的一端安装在推动板(45)上，推动板(45)安装在投放电推件(46)的输出端上，投放电推件(46)通过电机座安装在底座外壳(12)上；喷射机构(47)，其设置在注射舱(412)中。
4.根据权利要求3所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，所述喷射机构(47)包括：增压板(471)，其左右滑动设置在注射舱(412)中，连接块(41)的内部开设有与注射舱(412)连通的气压平衡室(413)，气压平衡室(413)位于增压板(471)的外侧，气压平衡室(413)通过连通管(414)与一级消化炉(2)内部相连通，增压板(471)与气压平衡室(413)之间连接有弹簧二；L型推杆(472)，其左右滑动设置在气压平衡室(413)的内部，L型推杆(472)与气压平衡室(413)之间连接有弹性密封件，L型推杆(472)的下端与增压板(471)之间连接；推进块(473)，其安装在推动板(45)的下端，推进块(473)与L型推杆(472)之间的位置相对应；卡块(474)，其上下滑动设置在注射舱(412)中，卡块(474)与注射舱(412)之间连接有弹簧三，增压板(471)的上端开设有与卡块(474)的下端位置对应的卡接槽，分隔板(43)的下端开设有与卡块(474)的上端位置对应的解锁槽(475)；分层板(476)，其安装在注射舱(412)的内端，分层板(476)将注射舱(412)的内端分隔为两下两条注射通道，上方的注射通道中左右滑动设置有堵头一(477)，堵头一(477)与上方的注射通道之间连接有弹簧四，堵头一(477)的内部开设有T型的贯通槽，下方的注射通道中左右滑动设置有堵头二(478)，堵头二(478)通过连接杆与增压板(471)之间连接。
5.根据权利要求3所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，所述搅拌模块(7)包括：搅拌框架，其由搅拌件一(71)、搅拌件二(72)、搅拌件三(73)、搅拌件四(74)、搅拌件五(75)组成，搅拌件一(71)固定安装在搅拌轴(6)的外周，搅拌件二(72)左右滑动设置在搅拌件一(71)上，搅拌件二(72)的上端上下滑动设置有搅拌件三(73)，搅拌件二(72)的下端上下滑动设置有搅拌件四(74)，搅拌件四(74)与搅拌件五(75)之间为滑动配合，搅拌件五(75)上下滑动设置在搅拌轴(6)的外周；扩展机构一(76)，其将搅拌件二(72)、搅拌件四(74)进行联动配合；扩展机构二，其将搅拌件二(72)、搅拌件三(73)进行联动配合，扩展机构二与扩展机构一(76)的结构相同；锁定机构(77)，其将搅拌件一(71)、搅拌件二(72)之间的位置进行锁定。
6.根据权利要求5所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，所述扩展机构一(76)包括：螺纹柱(761)，其转动设置在搅拌件四(74)上，搅拌件二(72)上开设有与螺纹柱(761)螺纹配合的螺纹槽；转动齿轮(762)，其套设安装在螺纹柱(761)的底部外周，搅拌件五(75)上安装有与转动齿轮(762)啮合的驱动齿条板(763)。
7.根据权利要求6所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，所述锁定机构(77)包括：锁定板(771)，其安装在驱动齿条板(763)的外端，锁定板(771)的下端开设有锁定槽(772)，锁定槽(772)中上下滑动设置有锁定块(773)，锁定块(773)与锁定槽(772)之间连接有弹簧五；锁定销(774)，其上下滑动设置在搅拌件二(72)中，锁定销(774)与搅拌件二(72)之间连接有弹簧六，锁定销(774)与锁定槽(772)之间的位置对应；滑动楔一(775)，其左右滑动设置在搅拌件二(72)中，滑动楔一(775)上开设有与锁定销(774)位置对应的容纳槽(776)；滑动楔二(777)，其上下滑动设置在搅拌件二(72)中，滑动楔二(777)与滑动楔一(775)之间为挤压配合；滑动楔三(778)，其左右滑动设置在搅拌件二(72)中，滑动楔三(778)与滑动楔二(777)之间为挤压配合；解锁组件(779)，其设置在一级消化炉(2)的内壁上。
8.根据权利要求7所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，所述解锁组件(779)包括：解锁板(780)，其通过销轴转动设置在连接块(41)位于一级消化炉(2)内部的侧壁上，解锁板(780)的顶端中部开设有避让槽，避让槽中安装有锥齿轮一(781)；锥齿轮二(782)，其安装在转动杆(783)的端部，锥齿轮二(782)与锥齿轮一(781)之间啮合，转动杆(783)转动设置在连接块(41)上，转动杆(783)与连接块(41)之间连接有弹簧七，转动杆(783)的外周交错布置有两处挤压块(784)；弹性杆(785)，其左右滑动设置在连接块(41)的内部，弹性杆(785)为弹性可伸缩结构，弹性杆(785)与连接块(41)之间连接有弹簧八，弹性杆(785)的一端与滑动柱(44)之间位置对应，弹性杆(785)的另一端开设有盲孔槽，盲孔槽的内部安装有挤压层(786)，挤压层(786)与挤压块(784)之间为挤压配合。
9.根据权利要求5所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，所述增强模块(9)包括：推动单元(91)，其安装在搅拌轴(6)上，推动单元(91)的输出端上安装有辅助件，辅助件上通过电动转盘转动设置有螺旋杆(92)，螺旋杆(92)的另一端转动设置在搅拌件二(72)上，螺旋杆(92)为弹性可伸缩结构，螺旋杆(92)外侧的螺旋幅度大于内侧的螺旋幅度；凸轮件(93)，其安装在螺旋杆(92)远离搅拌轴(6)的一端；振动板(94)，其上下滑动设置在搅拌件二(72)中，振动板(94)与搅拌件二(72)之间连接有弹簧九，振动板(94)与凸轮件(93)的位置相对应，振动板(94)的下端两侧安装有波浪板(95)；触发开关(96)，其安装在一级消化炉(2)的侧壁上，触发开关(96)与推动单元(91)之间为电连接，推动板(45)的中部安装有与触发开关(96)位置对应的触发压件(97)。
10.根据权利要求5所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，其特征在于，所述连接卡板(8)将相邻的搅拌模块(7)中的搅拌件三(73)、搅拌件四(74)进行连接，连接卡板(8)安装在位于上方的搅拌件四(74)的底部，连接卡板(8)的位置与搅拌件三(73)相对应。
发明内容
为了使添加剂更加快速、均匀地在污水中扩散开来，保持厌氧消化反应稳定、高效地进行，本申请提供一种污水处理自循环式厌氧消化反应器。
本申请提供的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器采用如下的技术方案：一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，包括底座、一级消化炉、二级消化炉、投放模块、搅拌电机、搅拌轴、搅拌模块、连接卡板、增强模块、集气模块、PH感应模块，底座的上端从右往左依次设置有一级消化炉、二级消化炉，投放模块均匀设置在一级消化炉的外壁上，投放模块通过多次、多点喷射方式向一级消化炉中投放添加剂以提升反应速度以及维持反应环境稳定，搅拌电机安装在底座中，搅拌电机的输出端上连接有搅拌轴，搅拌轴转动设置在一级消化炉的内部，搅拌模块从上往下依次设置在搅拌轴上，相邻的搅拌模块之间通过连接卡板进行配合，具备变形功能的搅拌模块在工作中存在一节能工位、一强效工位，增强模块设置在搅拌模块上，增强模块增强搅拌模块的搅拌效果使搅拌更均匀，集气模块的下端分别与一级消化炉、二级消化炉的顶端连接，集气模块收集反应过程中产生的气体，PH感应模块设置在搅拌轴的中部，PH感应模块对一级消化炉内部的酸碱值进行监测。
优选的，所述底座包括底座外壳、进料单元、转移单元、出料单元，底座外壳的内部从右往左依次安装有进料单元、转移单元、出料单元，进料单元与一级消化炉的底部之间连通，污水从进料单元进入一级消化炉中，转移单元将一级消化炉、二级消化炉之间进行连通，转移单元将一级消化炉中经过反应的污泥抽吸至二级消化炉中利用余热继续反应，出料单元与二级消化炉的底部之间进行连通，二级消化炉中的污泥反应结束后经过出料单元转移至指定区域。
优选的，所述投放模块包括连接块、储存单元、分隔板、进料槽、注射舱、滑动柱、推动板、投放电推件、喷射机构，连接块安装在一级消化炉的侧壁上，连接块的内部开设有连通槽与一级消化炉的内部之间相连通，储存单元安装在底座外壳的前端右侧，储存单元的内部存储有添加剂，包括化学添加剂以及生物添加剂，化学添加剂用于调节消化反应中的酸碱平衡，生物添加剂中包含特定类型的厌氧菌或促进微生物生长的酶和其他营养物质，生物添加剂被用来增强厌氧消化过程中的生物降解效率，如消化池启动阶段、消化效率下降或希望提高产气量时，便可通过投放生物添加剂来实现上述目的，储存单元通过输送管与连通槽之间连通，分隔板左右滑动设置在连通槽的中部，分隔板将连通槽划分为上方的进料槽、下方的注射舱，初始状态下进料槽、注射舱之间连通，当进行投放时，分隔板将进料槽、注射舱之间分隔开来，从而仅将注射舱内部的添加剂投放到一级消化炉中，实现了添加剂的定量投放，滑动柱左右滑动设置在分隔板的内部，滑动柱与分隔板之间连接有弹簧一，弹簧一起到支撑及复位作用，滑动柱远离分隔板的一端安装在推动板上，推动板安装在投放电推件的输出端上，投放电推件通过电机座安装在底座外壳上，喷射机构设置在注射舱中。
优选的，所述喷射机构包括增压板、气压平衡室、连通管、L型推杆、推进块、卡块、解锁槽、分层板、堵头一、堵头二，增压板左右滑动设置在注射舱中，连接块的内部开设有与注射舱连通的气压平衡室，气压平衡室位于增压板的外侧，气压平衡室通过连通管与一级消化炉内部相连通，连通管的内部设置有现有技术的过滤结构，从而防止固体杂质进入气压平衡室中，增压板与气压平衡室之间连接有弹簧二，弹簧二起到复位作用，L型推杆左右滑动设置在气压平衡室的内部，L型推杆与气压平衡室之间连接有弹性密封件，L型推杆的下端与增压板之间连接，推进块安装在推动板的下端，推进块与L型推杆之间的位置相对应，卡块上下滑动设置在注射舱中，卡块与注射舱之间连接有弹簧三，弹簧三始终对卡块保持向上推动的趋势，增压板的上端开设有与卡块的下端位置对应的卡接槽，初始状态的卡块插入在卡接槽中从而将增压板的位置锁定，分隔板的下端开设有与卡块的上端位置对应的解锁槽，初始状态的解锁槽与卡块之间处于错位状态，当解锁槽移动至卡块正上方时，在弹簧三的作用下，卡块向上移动插入解锁槽中，从而使增压板的位置解锁，并且解锁槽为梯形，在分隔板复位时，卡块与解锁槽的斜边之间挤压，从而不会阻碍分隔板复位，同时也使得卡块被挤压复位，分层板安装在注射舱的内端，分层板将注射舱的内端分隔为两下两条注射通道，上方的注射通道中左右滑动设置有堵头一，堵头一与上方的注射通道之间连接有弹簧四，弹簧四起到复位作用，堵头一的内部开设有T型的贯通槽，添加剂从堵头一内部喷出时，T型的贯通槽使得添加剂在一级消化炉内部呈上下方向喷射的形态喷出，从而加速添加剂在上下方向上的扩散，下方的注射通道中左右滑动设置有堵头二，堵头二通过连接杆与增压板之间连接。
优选的，所述搅拌模块包括搅拌框架、扩展机构一、锁定机构，搅拌框架由搅拌件一、搅拌件二、搅拌件三、搅拌件四、搅拌件五组成，初始状态的搅拌框架处于收缩状态（节能工位）对污水进行低速、匀速搅动，当投放添加剂时，搅拌框架扩大展开（强效工位）对污水进行高速（高速为相较于低速搅动得出的结论，其仅是相对于低速搅动提高了一定速度而已）、匀速搅动，搅拌件一固定安装在搅拌轴的外周，搅拌件二左右滑动设置在搅拌件一上，搅拌件二的上端上下滑动设置有搅拌件三，搅拌件二的下端上下滑动设置有搅拌件四，搅拌件四与搅拌件五之间为滑动配合，搅拌件五上下滑动设置在搅拌轴的外周，扩展机构一将搅拌件二、搅拌件四进行联动配合，扩展机构二将搅拌件二、搅拌件三进行联动配合，扩展机构二与扩展机构一的结构相同，锁定机构将搅拌件一、搅拌件二之间的位置进行锁定。
优选的，所述扩展机构一包括螺纹柱、转动齿轮、驱动齿条板，螺纹柱转动设置在搅拌件四上，搅拌件二上开设有与螺纹柱螺纹配合的螺纹槽，转动齿轮套设安装在螺纹柱的底部外周，搅拌件五上安装有与转动齿轮啮合的驱动齿条板，当搅拌件二沿径向向外侧移动时，转动齿轮与驱动齿条板之间发生相对位移，转动齿轮转动，螺纹柱跟随转动齿轮转动，从而使得搅拌件四下降，搅拌件五跟随搅拌件四下降，同样的，在扩展机构二的作用下，搅拌件三向上滑动，从而使得整体搅拌框架呈现外扩展开的状态，展开后的搅拌框架与污水间的接触面积增大，从而增强了搅拌效果。
优选的，所述锁定机构包括锁定板、锁定槽、锁定块、锁定销、滑动楔一、容纳槽、滑动楔二、滑动楔三、解锁组件，锁定板安装在驱动齿条板的外端，锁定板的下端开设有锁定槽，锁定槽中上下滑动设置有锁定块，锁定块与锁定槽之间连接有弹簧五，弹簧五起到复位作用，锁定销上下滑动设置在搅拌件二中，锁定销与搅拌件二之间连接有弹簧六，弹簧六始终对锁定销保持向下推动的趋势，锁定销与锁定槽之间的位置对应，初始状态的锁定销插入到锁定槽中从而将驱动齿条板与搅拌件二之间的位置进行锁定（此时搅拌框架无法扩大展开），滑动楔一左右滑动设置在搅拌件二中，滑动楔一上开设有与锁定销位置对应的容纳槽，滑动楔二上下滑动设置在搅拌件二中，滑动楔二与滑动楔一之间为挤压配合，滑动楔三左右滑动设置在搅拌件二中，滑动楔三与滑动楔二之间为挤压配合，解锁组件设置在一级消化炉的内壁上，初始状态的容纳槽与锁定销之间的位置错位，当解锁组件触发滑动楔一发生位移使得容纳槽与锁定销之间的位置对应时，在弹簧六的作用下，锁定销向下移动插入到容纳槽中并从锁定槽中脱离，驱动齿条板与搅拌件二之间的位置解锁（此时搅拌框架可扩大展开），同时，移动的滑动楔一通过滑动楔二将滑动楔三向外挤出，当搅拌框架扩大展开至最大后，滑动楔三与一级消化炉的内壁接触并被挤压复位，在滑动楔二的作用下，滑动楔一被挤压复位，锁定销被挤压向上移动复位，由于此时搅拌框架处于最大扩展状态，向上移动的锁定销并不与驱动齿条板之间接触，当之后搅拌框架进行收缩时，驱动齿条板与锁定销之间逐渐靠近，锁定销与锁定块之间接触并挤压，锁定块被挤压向上移动，从而使得锁定销顺利跨过锁定块进入锁定槽中，从而将驱动齿条板与搅拌件二之间的位置重新锁定。
优选的，所述解锁组件包括解锁板、锥齿轮一、锥齿轮二、转动杆、挤压块、弹性杆、挤压层，解锁板通过销轴转动设置在连接块位于一级消化炉内部的侧壁上，初始状态的解锁板与连接块的侧壁之间平行贴合，此时，解锁板将注射通道封闭，当解锁板转动九十度后，解锁板将锁定机构解锁，之后，解锁板再次转动九十度与连接块的侧壁之间平行贴合，从而对解锁后展开的搅拌框架做避让，解锁板的顶端中部开设有避让槽，避让槽中安装有锥齿轮一，锥齿轮二安装在转动杆的端部，锥齿轮二与锥齿轮一之间啮合，转动杆转动设置在连接块上，转动杆与连接块之间连接有弹簧七，弹簧七为扭矩弹簧，弹簧七起到复位作用，转动杆的外周交错布置有两处挤压块，挤压块在转动杆的周向相差九十度布置，挤压层依次与挤压块发生挤压，从而使转动杆转动一百八十度，在锥齿轮一、锥齿轮二的啮合作用下，解锁板转动一百八十度（分两次转动，单次转动九十度），由于转动杆为转动设置在连接块中，此种设计相较于滑动连接保证了密封性，弹性杆左右滑动设置在连接块的内部，弹性杆为弹性可伸缩结构，弹性杆与连接块之间连接有弹簧八，弹簧八起到复位作用，弹性杆的一端与滑动柱之间位置对应，弹性杆的另一端开设有盲孔槽，盲孔槽的内部安装有挤压层，挤压层与挤压块之间为挤压配合。
优选的，所述增强模块包括推动单元、螺旋杆、凸轮件、振动板、波浪板、触发开关、触发压件，推动单元安装在搅拌轴上，推动单元的输出端上安装有辅助件，辅助件上通过电动转盘转动设置有螺旋杆，螺旋杆的另一端转动设置在搅拌件二上，螺旋杆为弹性可伸缩结构，螺旋杆外侧的螺旋幅度大于内侧的螺旋幅度，当螺旋杆转动时，螺旋杆外侧的大螺旋将处于一级消化炉外周的添加剂快速向内部进行搅拌输送，输送一定距离后，螺旋杆外侧的大螺旋变为小螺旋，此时螺旋杆仍将添加剂向内部进行搅拌输送，但更加少量均匀，从而避免添加剂过多向中部堆积的情况发生，凸轮件安装在螺旋杆远离搅拌轴的一端，振动板上下滑动设置在搅拌件二中，振动板与搅拌件二之间连接有弹簧九，弹簧九起到支撑及复位作用，振动板与凸轮件的位置相对应，振动板的下端两侧安装有波浪板，凸轮件转动时不断击打振动板使其发生振动，波浪板跟随振动板进行上下振动，从而加速添加剂在上下方向上的扩散，触发开关安装在一级消化炉的侧壁上，触发开关与推动单元之间为电连接，推动板的中部安装有与触发开关位置对应的触发压件。
优选的，所述连接卡板将相邻的搅拌模块中的搅拌件三、搅拌件四进行连接，连接卡板安装在位于上方的搅拌件四的底部，连接卡板的位置与搅拌件三相对应，当搅拌框架进行扩大展开时，相邻的两搅拌框架之间，位于下方的搅拌件三插入到连接卡板组成的卡槽中，从而使相邻的两搅拌框架之间卡接起来，增强结构的稳定性。
综上所述，本申请的有益技术效果如下：本发明所述的一种污水处理自循环式厌氧消化反应器，通过在多个位置进行多方向喷射的方式向反应炉中投放添加剂，并设置有功率可切换的搅拌模块，与投放模块之间进行联动，在投放添加剂时自动切换为大功率的强效模式，增强对污水的搅拌效率，并利用多方向的搅动、振动等方式加速添加剂在污水中的扩散，使添加剂均匀扩散至污水中以促进消化反应的完成。
（发明人：类成明;类成亮;程普伟;刘妍婷;厉建国;宋青录）
